受氯盐侵蚀和碳化等腐蚀性环境作用的影响,混凝土中的钢筋时常发生锈蚀。由于混凝土材料的非均质性和裂缝分布的随机性等因素的影响,导致混凝土中钢筋的空间锈蚀分布形态具有显著的非均匀性,所以利用传统的质量锈蚀率、平均截面锈蚀率等平均意义上的锈蚀特征参数（简称平均锈蚀特征参数）难以准确地描述混凝土中钢筋的空间锈蚀分布形态,而有必要研究描述钢筋空间锈蚀分布形态的最大截面锈蚀率、最小剩余截面积、最大锈蚀深度、深度点蚀因子、面积点蚀因子等空间锈蚀特征参数,并分析建立上述空间锈蚀特征参数之间的定量关系。同时,钢筋锈蚀不仅会降低其有效承载截面积,而且还会对屈服强度、极限强度、屈服应变、极限应变、弹性模量、屈服平台段长度、伸长率等力学和变形性能参数产生显著影响,所以有必要分析空间锈蚀特征参数与上述力学和变形性能参数之间的定量关系,进而以空间锈蚀特征参数作为控制参数建立锈蚀钢筋的本构关系模型,从而准确描述不同锈蚀程度钢筋的力学和变形性能。鉴于此,本文主要围绕混凝土中钢筋的空间锈蚀特征参数和本构关系模型开展研究,主要研究内容包括:（1）利用外加电流加速锈蚀试验法,开展了 45个混凝土试件中135根钢筋的加速锈蚀试验,研发了一种连续获取钢筋全角度锈蚀形态图像的测试装置,提出了一种基于钢筋全角度锈蚀形态图像分析钢筋空间锈蚀特征参数的方法,分别确定了不同锈蚀程度钢筋的全角度锈蚀形态图像和空间锈蚀特征参数,进而分析建立了质量锈蚀率、最大锈蚀深度、最小剩余截面积、最大截面锈蚀率、面积点蚀因子和深度点蚀因子等空间锈蚀特征参数之间的定量关系,从而为准确描述混凝土中钢筋的空间锈蚀分布形态提供了基础。（2）基于135根钢筋的加速锈蚀试验数据,定量分析了质量锈蚀率、最大锈蚀深度、最小剩余截面积、最大截面锈蚀率、面积点蚀因子和深度点蚀因子等空间锈蚀特征参数对锈蚀钢筋的力学和变形性能参数（包括名义屈服强度相对值、名义极限强度相对值、实际屈服强度相对值、实际极限强度相对值、弹性模量相对值、屈服应变相对值、极限应变相对值、屈服平台长度相对值、伸长率相对值）的影响规律,并建立了上述空间锈蚀特征参数与锈蚀钢筋的力学和变形性能参数之间的定量关系,从而为建立锈蚀钢筋的本构关系模型奠定了基础。（3）分别以质量锈蚀率、最大截面锈蚀率、最小剩余截面积相对值、最大锈蚀深度相对值和深度点蚀因子作为控制参数来描述钢筋的锈蚀程度,结合空间锈蚀特征参数与钢筋力学和变形性能参数（包括名义屈服强度相对值、名义极限强度相对值、屈服应变相对值、极限应变相对值、屈服平台长度相对值）之间的定量关系,建立了基于空间锈蚀特征参数的锈蚀钢筋本构关系模型,从而为准确描述不同锈蚀程度钢筋的力学和变形性能奠定了基础。